地震仪数据传输距离扩展方案设计

在一些实际的地震观测应用中,尤其对于一体化井下地震仪,有时需要完成远距离信号传输,而现有数据收发方案传输距离较短。本文设计了一种扩展地震仪数据收发距离的方案,该方案先对数据接口进行转换,然后将电信号转为光信号,利用光纤信号传输距离远的特点延长了数据传输距离。同时,该方案使用单芯光纤传输,减轻了数据线缆重量,为地震仪的安装使用提供了便利。     

尾波干涉技术在2017年重庆武隆MS 5.0地震后震源区地壳介质变化的应用

2017年11月23日,重庆武隆发生M_S 5.0地震,震后1个月内发生107次M_L≥1.0地震,双差定位结果显示,主震震源深度约10 km,破裂面呈近SW向单侧破裂。选取震中附近布设的3个流动台地震波形及观测资料记录,利用波形互相关技术,挑选武隆M_S 5.0地震后符合条件的重复地震事件,利用尾波干涉技术,分析震源区震后地壳介质变化。结果显示：①S波早期尾波部分呈明显的线性变化,可能由震源区附近地壳介质的波速变化所引起;②由震中距最小的重复地震计算的相对波速变化最大;③在P波尾波发现走时延迟和不相关系数均存在1个短周期“尖峰”变化,可能与震后地下介质中散射体的运移有关;④震后局部地区的地震波速度存在上升—下降的恢复过程。     

利用二次相关时延检测方法提升气枪信号时延估计精度的研究

由于观测台站距离较远、观测环境不佳以及前处理过程的干扰等因素,气枪主动源部分台站的格林函数信噪比较低,波速变化检测结果误差较大。利用二次相关时延检测,先经模拟测试,再将其应用到宾川主动源气枪信号的时延检测中。通过模拟研究和实际资料处理对比,结果表明:二次相关方法具有较好的抗干扰性,二次相关后的时延检测结果比直接时延检测结果更加稳定。     

小波阈值法在JCZ系列超宽频带地震仪记录的地震数据中的应用及探讨

为了对JCZ系列超宽频带地震仪采集到的地震数据进行有效去噪,探讨小波阈值法在不同地震数据中去噪的实际效果。首先介绍小波法的基本理论与去噪标准,探讨不同小波基的选取、不同分解、重建尺度与阈值的选取及处理方式对小波阈值法最终去噪效果产生的影响;使用控制变量法,选取武汉水院地震台的记录数据,探讨如何获得较好的去噪效果。为了比较小震和中强震两种情况下相同方法的处理效果,将选择好的小波基与几何尺度用于震例数据去噪发现,在实际地震去噪处理中基于样本数估计选取的阈值具有一定局限性,且相同阈值在不同震级的震例数据中具有不同的去噪结果。最后使用小波阈值对JCZ系列超宽频带地震仪采集到的地震数据进行去噪发现,小波阈值去噪对于P波初动的识别判断也具有一定意义。     

重庆地区Lg波衰减、台站场地响应与ML震级测定

选取2010～2020年重庆数字地震台网36个台站记录的127次M_L≥3.0地震波形资料,利用Lg波衰减参数与台站场地响应联合反演方法,得到l～7 Hz频率内Lg波三分向(UD,EW,NS)与频率f的衰减关系分别为Q_UD(f)=173.6f^0.77、Q_EW(f)=154.9f^0.78、Q_NS(f)=157.6f^0.73。结果表明,研究区属于低Q₀值和较高频率依赖性的构造活跃区。计算36个测震台站的场地响应,结果显示,大多数台站的幅值曲线较为平滑,各台站之间的场地响应存在差异,其中SHG台、PAL台和JIP台的场地响应曲线在部分频段内存在异常放大现象。选取642次M_L≥2.0地震观测报告,对有放大效应的台站作场地响应校正后,大多数台站更靠近台网平均震级,CQT台、SHG台和HCB台校正效果明显,部分台站介质衰减对地震波振幅的影响大于场地响应。     

地震计阶跃标定信号去除方法研究

为去除地震计记录信号中的阶跃标定信号,将理论阶跃信号与多项式拟合方法相结合,提出一种去除阶跃标定信号的方法。通过对比不同时段地脉动信号的功率谱密度(PSD)发现,应用本文方法去除阶跃标定信号后的地震信号的PSD与真实信号的PSD较为接近,同时地震信号的各种震相可被清晰还原。     

气枪震源信号波速变化计算中的水位影响及消除

气枪震源是一种重复性很高的人工震源.受激发条件改变影响,气枪信号一致性会有所下降.反褶积方法可以去除气枪信号中激发压力、沉放深度、位置移动等的影响,但信号中水位变化的影响难以通过反褶积消除.地震信号波速变化反映了介质应力及物理状态的变化.利用气枪信号计算的波速变化受水位变化影响不能完全反应真正的介质变化,对研究结果及后续分析和应用产生较大干扰.为消除气枪信号波速变化中水位变化的干扰,本文提出了一种消除水位影响的方法:(1)水位以△h =0.2 m为间隔分段,将各个水位区间内激发的所有气枪信号叠加;(2)计算所有水位区间内气枪信号的波速变化,得到波速变化与水位变化的关系;(3)进行最小二乘拟合得到水位变化与波速变化的关系式,并计算水位变化引起的波速变化;(4)初始波速变化减去水位变化引起的波速变化,得到消除水位后的介质波速变化.研究结果表明:大银甸水库水位变化引起的气枪信号波速变化率最大可迭10-2,波速变化与水位变化呈线性正相关,水位影响随震中距的增大而减小,相同震中距气枪信号受水位变化的影响大小与气枪信号穿过水体的多少有关.运用本文提出的去除水位影响的方法可较好地消除波速变化中的水位变化信息.     

改进阈值函数的提升小波在人工震源数据处理中的应用

针对由于软阈值函数存在恒定偏差及硬阈值函数存在不连续,从而导致信号去噪精度较低及出现伪吉布斯现象的问题,提出一种改进的阈值函数,并从数学上证明其连续性、渐进性及偏差性。将本文阈值函数用于加入了高斯白噪声的4种仿真信号中发现,其不仅可提升信号的信噪比,还可弥补由软、硬阈值函数引起的信号失真、震荡等缺点。将本文提出的阈值函数运用于气枪人工震源,可得到与仿真信号一致的结论,同时与带通滤波相比,本文提出的方法能够完整保留信号的相位与幅值信息,证明本文改进的阈值函数在提升气枪人工震源信号的信噪比方面具有一定的可行性。     

基于多目标蚁狮优化算法的微震震源定位数学模型组合北大核心CSCD

通过多目标智能优化算法研究微震震源定位存在的模型组合合理性未阐明、易陷入局部最优解、定位结果波动性较大等问题。为解决这些问题,首先在到时差模型与到时差商模型基础上设计4个不同的微震震源定位数学模型,两两组合构建6个多目标优化定位模型;再设计3组基于不同台网形状(三维多面体、二维长方形、一维直线型)的微震震源正演仿真实验和1组工程数据验证实验,并引入多目标蚁狮优化(multi-objective ant lion optimization,MOALO)算法求解这些模型;最后采用多个统计指标评判各个模型组合定位效果的优劣。结果表明,数学模型组合(TDA-P1,TDQA)结合MOALO算法的多目标优化定位策略能够得到较高的微震震源定位精度,且模型稳健性较好,优于其他模型组合和传统多目标定位方法,在微震监测领域具有一定的应用价值。